燃煤煙氣中所含的二氧化硫、氮氧化物、重金屬等大氣污染的主要物質，對大氣、環境、建筑物、人體健康等均具有很大危害性。集中供熱的燃煤供熱鍋爐房一般位于市區或者距離居民生活區較近，需遵循的煙氣排放標準高，環境、大氣的質量要求相對更為嚴格。常用的濕法脫硫技術，提高了附加的運行費用，增加了水資源消耗。活性（焦）炭干法脫硫技術效率高，降低耗能和節約用水，已經在日本和歐洲有一定規模的應用，我國也投入了大量的研究，活性炭作為擔載體，噴淋氨或改性后能夠取得很高的脫硝效率，并且也是很好的脫除重金屬的吸附劑。活性炭一般由優質煙煤制備，工序繁復，成本高，工業化大規模應用初投資高，不適合我國國情。降低活性焦炭成本的途徑之一，可采用農業廢棄物如玉米或小麥秸稈制備價格低廉而吸附效果好的吸附劑。本文在鋸末顆粒活性炭脫污研究的基礎上，使用秸稈類生物質制取的活性炭顆粒在青島大學鍋爐房進行了重復性實驗，比較了幾種活性炭聯合脫污性能，為生物質顆粒活性炭替代煤質活性炭提供了進一步實驗依據。
1、活性炭的品質分析
1.1工業分析
    鋸末炭、麥秸炭、麥秸加煤炭的制作工藝相同，熱解終溫450℃，以水蒸氣為活化劑，終溫700℃，其原料及由原料制成的活性炭成分見表1所示。由表1可知，麥秸原料的灰分含量較鋸末多，鋸末中的固定碳含量高于麥秸；在制成的活性炭中，麥秸加煤材料的活性炭灰分含量最高，這是因為煤中灰分的含量要大于麥秸的灰分含量；幾種活性炭揮發分含量都較低，說明熱解比較充分；鋸末活性炭的固定碳含量最高，揮發分最少，灰分適中。
    農作物秸稈其實也是一種很好的資源，如果可以其中回收經秸稈粉碎機粉碎然后再經過秸稈壓塊機、秸稈顆粒機、飼料顆粒機壓制成生物質燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷售老百姓也可以增加收入。

1.2活性炭BET測試結果及其分析
    經過氮氣吸附儀(TriStar 3000)測定，不同材料的活性炭BET測試結果見表2所示。由表2可知，鋸末炭比表面積最大、孔容最高，又由于其灰分含量較少，因此應該有最好的煙氣脫污效率；麥秸炭與之相反，煙氣脫污效率最差；秸稈加煤活性炭，比表面積和孔容都較麥秸炭有所增加，這說明，加入煤有利于增加活性炭的脫污性能。

1.3活性炭能譜分析
    3種活性炭中元素含量的對比見圖1所示。秸稈加煤活性炭的C元素含量最高，數量大于工業分析中固定碳含量，說明秸稈加煤炭中含有部分碳酸鹽類灰分，相比秸稈，加入煤后增加了碳含量，也帶人了更多的碳酸鹽灰分。鋸末炭的含碳量最近于工業分析中固定碳含量，這是鋸末中灰分少、碳酸鹽分少的原因。

    本實驗所制得的活性炭中含有豐富的礦物元素，其中有堿性元素K，Na，Ca，Fe，Mg和酸性元素Si，P，S，Cl。對其含量進行比較可知，堿金屬元素含量高，使活性炭總體的官能團呈現堿性。尤其K，Ca等活躍的堿性金屬，對于炭的堿性起到更大的作用。因此，生物質顆粒活性炭用于脫除酸性氣體是有利的，它們在活性炭表面形成堿性基團有利于S03的吸附。其中鋸末活性炭的K+Na含量最高，利于化學吸附。此外，鋸末活性炭中含有較大量的Fe元素，猜測可能是鐵離子復合物，有利于吸附的S02形成更穩定的形態，而包含鐵離子復合物的活性炭材料當其表面具有堿性時可大大提高其脫硫能力。
2、實驗結果及其討論
2.1原材料對活性炭脫硫脫氮性能的影響
    3種材料的活性炭聯合脫硫脫氮曲線見圖2所示。由圖2看出，在70℃時，秸稈加煤材料活性炭高效脫除二氧化硫和氮氧化物的持續時間最長，這說明秸稈加入煤后有利于提高脫污能力。圖中幾種材料的活性炭脫污曲線隨著時間的延續，脫硫、脫氮的效率均逐漸降低，符合一般活性炭脫污的規律。而麥秸活性炭脫硫效率降低速度快，高效脫污持續時間短，其脫氮效率的波動可能為煙氣成分的波動或者是測量誤差的原因。
2.2工作溫度對活性炭脫硫脫氮性能的影響
    一般煙氣脫污試驗持續進行2h，其中每隔10 min測一次數據。現將兩個時間點的脫污性能進行比較，分別取煙氣處理第10 min和第60 min時的測量數據，見圖3和圖4所示。
    圖3和圖4形狀比較相似，麥秸加煤活性炭在70，90，130℃時聯合脫硫脫氮的曲線較平穩，即在幾種溫度條件下工作效率接近，受溫度條件影響較小，并且聯合脫硫脫氮效率較其他兩種炭高。鋸末活性炭與麥秸活性炭受溫度影響比較大，不同工作溫度，聯合脫除效率差異較大。一般，炭材的脫污效率隨著溫度升高是逐漸降低的，圖中鋸末活性炭符合這個規律，而麥秸與麥秸加煤活性炭的脫污效率90℃呈現低效后有所回升。分析原因，低溫時活性炭吸附以物理吸附為主，而在高溫時以化學吸附為主。麥秸與麥秸加煤活性炭性能變化明顯是由低溫(70℃)時的物理吸附到溫度升高而吸附能力下降，但高于100℃以后的溫度時，炭表面的眾多堿性基團發揮作用（吸附酸性氣體）的化學吸附，因而吸附效率又有回升，這與上文中的能譜分析結果一致。因此，本實驗制備的麥秸加煤活性炭在低溫(70℃)和高溫(130℃)時都能夠保持很好的脫污性能。

3、結束語
    麥秸摻入10%的煤粉制取的高機械強度活性炭顆粒較煤質活性炭有更優的經濟性，在炭的比表面積、孔容、化學吸附性能等方面較純生物質活性炭顆粒有了較大的提高，較鋸末炭、麥秸活性炭顆粒有更好的脫硫脫氮性能，其工作溫度范圍也有所擴大，在低溫(70℃)和高溫(130℃)時，都有優良的脫污性能，其脫硫脫氮效率可長時間維持在95%，85%左右，是一種較為理想的干法煙氣處理吸附劑。
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